【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機が運転室に近づいたときに、作業機の動作を自動停止させて両者の衝突を回避する作業機の干渉防止装置に係り、特に、オフセットシリンダを具備する小旋回油圧ショベル等の建設機械に用いて好適な作業機の干渉防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１〜図１３はこの種の作業機の干渉防止装置の従来技術として特開平５−２７２１５５号公報に開示されたものであり、図１１は油圧ショベルの側面図、図１２はその平面図、図１３は干渉防止領域とバケットとの関係を示す説明図である。
【０００３】
図１１と図１２において、１は走行体、２は運転室２ａを有し走行体１の上部に配置された旋回体であり、これら走行体１と旋回体２とで油圧ショベルの本体を構成している。３は運転室２ａの右側方に回動可能に連結された第１ブーム、４は第１ブーム３の先端に回動可能に連結された第２ブーム、５は第２ブームの先端に回動可能に連結されたアーム、６はアーム５の先端に回動可能に連結されたバケットであり、これら両ブーム３，４とアーム５およびバケット６で作業機７を構成している。８は第１ブーム３を駆動するブームシリンダ、９は第２ブーム４を駆動するオフセットシリンダ、１０はアーム５を駆動するアームシリンダ、１１はバケット６を駆動するバケットシリンダであり、図１２に示すように、第２ブーム４はオフセットシリンダ９によってアーム５とバケット６を第１ブーム３に対して横方向に平行移動する。これら各シリンダ８，９，１０，１１は運転室２ａ内に配置した操作レバーや操作ペダル（いずれも図示せず）によって動作され、オペレータがこれら操作レバーや操作ペダルを適宜操作すると、その操作量に応じた指示信号に基づいて、各シリンダ８，９，１０，１１に供給される圧油の供給量が制御される。１２は第１ブーム３の支点部Ｐに設けられたブーム角センサであり、旋回体２と第１ブーム３との相対角度を検出する。また、１３は第２ブーム４の支点部に設けられたオフセット角センサであり、第１ブーム３と第２ブーム４間の相対角度、すなわちオフセット角を検出する。さらに、１４はアーム５の支点部に設けられたアーム角センサであり、第２ブーム４とアーム５間の相対角度を検出する。
【０００４】
図１３において、１５は前記運転室２ａの前方から下方にかけて設定された干渉防止領域、１６は干渉防止領域１５の内側で運転室２ａの前方に設定された緊急停止領域であり、これら干渉防止領域１５と緊急停止領域１６は図示せぬコントローラに記憶されている。このコントローラは、前記各センサ１２，１３，１４によって検出される各角度信号を入力し、各角度信号から作業機７の姿勢を求め、バケット６が干渉防止領域１５に侵入したと判断した場合は、前記操作レバーや操作ペダルからの指示信号にかかわらず、バケット６が運転室２ａにそれ以上近づかないように作業機７各部の動作を停止する。
【０００５】
すなわち、オフセットシリンダ９が左オフセット動作されてバケット６が運転室２ａの前方にあるとき、アーム５のクラウド動作と第１ブーム３の上げ動作が単独あるいは複合操作されると、バケット６は運転室２ａに近づく方向に移動するが、油圧回路の左オフセットパイロット管路とブーム上げパイロット管路およびアーム引きパイロット管路にはソレノイドバルブがそれぞれ設けられており、バケット６が干渉防止領域１５に侵入した場合に、コントローラは各ソレノイドバルブを動作する制御信号を出力し、それによって前述した各パイロット管路の圧油が遮断されるため、左オフセット動作とアームクラウド動作および第１ブームの上げ動作はそれぞれ禁止される。また、ソレノイドバルブのスティック等の不良によって、バケット６が干渉防止領域１５で自動停止せずに緊急停止領域１６まで侵入した場合は、パイロットポンプと各方向切換弁との管路に設けられた他のソレノイドバルブがコントローラからの制御信号によって動作されるため、操作レバーと操作ペダルの操作にかかわらず、作業機７はパイロットポンプから各方向切換弁への圧油の供給が遮断され緊急停止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の作業機の干渉防止装置では、干渉防止領域１５が運転室２ａの前方から下方にかけてほぼ一定の幅で直線的に設定されているため、干渉防止領域１５内に自動停止したバケット６をそこから退避させる際に、バケット６の回動支点が第１ブーム３の回動支点に対して上方にある場合と下方にある場合とで、第１ブーム３による退避動作を変える必要がある。
【０００７】
すなわち、図１３に示すように、バケット６の回動支点Ｑ（アーム５とバケット６とのピン接続部分）が第１ブーム３の回動支点Ｐ（旋回体２と第１ブーム３とのピン接続部分）に対して上方にある場合、干渉防止領域１５内で自動停止したバケット６の先端は、第１ブーム３を上げると矢印（イ）で示すように運転室２ａに近づくが、第１ブーム３を下げると矢印（ロ）で示すように運転室２ａから遠ざかるため、この場合は第１ブーム３の上げ動作を禁止し下げ動作を許可する必要がある。一方、バケット６の回動支点Ｑが第１ブーム３の回動支点Ｐに対して下方にある場合、例えば運転室２ａの下部前方に設定された干渉防止領域１５内で自動停止したバケット６の先端は、第１ブーム３を上げると矢印（ハ）で示すように運転室２ａから遠ざかるが、第１ブーム３を下げると矢印（ニ）で示すように運転室２ａに近づくため、この場合は第１ブーム３の下げ動作を禁止し上げ動作を許可する必要がある。
【０００８】
しかしながら、前述した従来例にあっては、バケット６が干渉防止領域１５内で自動停止した後、第１ブーム３の上げ動作は禁止されるが、第１ブーム３の下げ動作は許可されるようになっているため、運転室２ａの下部前方から下方にかけて幅広の干渉防止領域１５を設定し、バケット６を運転室２ａから充分に遠い干渉防止領域１５内で自動停止させる必要がある。このようにすると、自動停止後に第１ブーム３の下げ動作が行われたとしても、バケット６が緊急停止領域１６に侵入することや、バケット６が運転室２ａと衝突することを防止できるものの、作業中にバケット６が干渉防止領域１５内に侵入して自動停止する頻度が高くなり、その場合、バケット６を干渉防止領域１５の外側に一旦退避させなければならないため、操作性が悪いという問題があった。
【０００９】
なお、上述した従来の作業機の干渉防止装置において、ソレノイドバルブを前述した各パイロット管路に加えてブーム下げパイロット管路にも設けると、バケットが干渉防止領域内で自動停止した後、第１ブームの上げ動作と下げ動作とが共に禁止されるため、干渉防止領域を比較的幅狭に設定することができる。しかしながら、この場合、ブーム下げ動作を禁止するソレノイドバルブが必要になるため、コストが上昇するのみならず、自動停止後の退避動作時に第１ブームの上げ動作と下げ動作とが共に禁止されるため、作業の一連の流れが中断されて作業効率が低下するという問題が発生する。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、作業機が干渉防止領域内に侵入した後も、作業機が運転室に干渉することなく第１ブームの上げ動作と下げ動作とを許可し、安価で操作性に優れた作業機の干渉防止装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、運転室を有する本体と、この本体の前記運転室の側方に回動可能に設けられた第１ブームと、この第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方向に移動可能に連結された第２ブームと、この第２ブームに対して回動可能に連結されたアームと、このアームに対して回動可能に連結されたバケットと、これら第１，第２ブームとアームおよびバケットとで構成される作業機を駆動するアクチュエータと、前記運転室の周囲にその内側から外側にかけて順次設定された異常侵入判定領域および干渉防止領域を記憶するコントローラとを備え、前記運転室の前方にオフセットされた前記作業機と該運転室との干渉を前記干渉防止領域で防止し、かつ、前記作業機が前記干渉防止領域を越えて前記異常侵入判定領域内に侵入したとき、前記作業機の全ての動作を緊急停止するようにした作業機の干渉防止装置において、前記干渉防止領域が前記運転室の上部前方に設定された上部干渉防止領域と前記運転室の下部前方から下方にかけて設定された下部干渉防止領域とを有し、この下部干渉防止領域を前記第１ブームの略回動支点を中心軸とする曲面形状に形成し、前記バケットの先端が前記下部干渉防止領域内に侵入したとき、前記コントローラは、前記第１ブームの上げ動作と下げ動作とを許可し、それ以外の干渉方向への動作を禁止する制御信号を出力することを特徴としている。
【００１２】
このように構成された作業機の干渉防止装置においては、オフセットシリンダが運転室側にオフセット動作された状態で、アームのクラウド動作と第１ブームの上げ動作が単独あるいは複合操作されると、作業機は運転室に近づく方向に移動し、運転室の上部前方に設定された上部干渉防止領域内、あるいは運転室の下部前方から下方にかけて設定された下部干渉防止領域内に侵入する。その際、作業機が上部干渉防止領域内に侵入した場合には、作業機を構成する各部材の運転室側への動作が禁止され、作業機は自動停止する。一方、作業機が下部干渉防止領域内に侵入した場合には、第１ブームの上げおよび下げ動作が許可され、各々の動作により作業機の先端は第１ブームの回動支点を中心として下部干渉防止領域内をその形状に沿って回動する。したがって、第１ブームに関しては、バケットの先端が下部干渉防止領域内に侵入した後も、いちいち退避操作をすることなく、上げ動作と下げ動作とを行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る作業機の干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図、図２は該干渉防止装置の全体構成を示すブロック図、図３は油圧駆動回路を示す回路図、図４〜図１０は演算装置の処理内容を示すフローチャートであり、前述した図１１〜図１３に対応する部分には同一符号を付してある。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態例に係る油圧ショベルにおいては、運転室２ａの前方から下方位置にかけて干渉防止領域２０が、該干渉防止領域２０の外側に減速領域２１が、該干渉防止領域２０の内側に異常侵入判定領域２２がそれぞれ設定されており、これら各領域２０，２１，２２は後述するコントローラの演算装置に記憶されている。前記干渉防止領域２０は、運転室２ａの上部前方に直線状に延びる上部干渉防止領域２０ａと、運転室２ａの下部前方から下方にかけて円弧状に延びる下部干渉防止領域２０ｂとからなり、この下部干渉防止領域２０ｂとその外側に位置する減速領域２１とは、それぞれ第１ブーム３の回動支点Ｐまたはその近傍を中心軸とする曲面形状に形成されている。すなわち、通常の領域と減速領域２１の境界線をＺ１、減速領域２１と干渉防止領域２０の境界線をＺ２、干渉防止領域２０と異常侵入判定領域２２の境界線をＺ３とすると、下部干渉防止領域２０ｂ側においてこれらＺ１〜Ｚ３は、略回動支点Ｐを中心として外側から内側に同心円状に形成されている。
【００１５】
図２において、１２，１３，１４は前述したブーム角センサ，オフセット角センサ，アーム角センサであり、これら各センサ１２，１３，１４によって検出された各作業機部材間の相対角度信号θ１，θ２，θ３はコントローラに内蔵された演算装置２３に入力される。この演算装置２３は、角度信号θ１，θ２，θ３に基づいて作業機７上の所定箇所、例えばアーム５先端の座標からバケット６の先端座標を算出する座標演算部２４と、前述した各領域を記憶する減速領域記憶部２５と干渉防止領域記憶部２６および異常侵入判定領域記憶部２７と、座標演算部２４で算出されたバケット先端座標が各記憶部２５〜２７内にあるか否かを判断し、その結果に応じて所定の制御信号を出力する比較演算部２９と、比較演算部２９からの制御信号に基づいて油圧駆動回路３１へ所定の制御信号を出力する駆動制御部３０とを備えている。この油圧駆動回路３１は、前記駆動制御部３０からの制御信号の他に、運転室２ａ内に配置した作業機７を操作するための操作手段、例えば操作レバー３２からの指示信号を入力し、これらの信号に基づいて各シリンダ８〜１１への作動油の供給量が制御される。なお、バケット先端座標の算出に際しては、例えば旋回体２と第１ブーム３との回動中心Ｐを原点とする座標系を予め設定しておき、各角度信号θ１，θ２，θ３からこの座標系におけるアーム５の先端の座標値を算出し、このアーム先端の座標値からバケット６の先端の座標値を算出すれば良い。
【００１６】
図３に示すように、前記油圧駆動回路３１は、エンジンによって駆動される油圧ポンプ３３とパイロットポンプ３４、油圧ポンプ３３から前記各シリンダ８，９，１０に供給される作動油の流れを制御するブーム用方向切換弁３５，オフセット用方向切換弁３６，アーム用方向切換弁３７、前記各シリンダ８，９，１０を操作するブーム用パイロット弁３８，オフセット用パイロット弁３９，アーム用パイロット弁４０等を備えており、バケットシリンダ１１や走行モータ等の他のアクチュエータについては図示省略してある。各パイロット弁３８，３９，４０は前記パイロットポンプ３４に連通する左側の室と右側の室とを有しており、パイロットポンプ３４から吐出される圧油は、前記操作レバー３２からの指示信号に応じてこれら左または右側の室に供給される。
【００１７】
前記ブーム用方向切換弁３５は左右両側にパイロット室を有しており、このブーム用方向切換弁３５の左側のパイロット室と前記ブーム用パイロット弁３８の左側の室とはブーム上げパイロット管路４１によって接続され、ブーム用方向切換弁３５の右側のパイロット室とブーム用パイロット弁３８の右側の室とはブーム下げパイロット管路４２によって接続されている。また、前記オフセット用方向切換弁３６も左右両側にパイロット室を有しており、このオフセット用方向切換弁３６の左側のパイロット室と前記オフセット用パイロット弁３９の左側の室とは右オフセットパイロット管路４３によって接続され、オフセット用方向切換弁３６の右側のパイロット室とオフセット用パイロット弁３９右側の室とは左オフセットパイロット管路４４によって接続されている。さらに、前記アーム用方向切換弁３７も左右両側にパイロット室を有しており、このアーム用方向切換弁３７の左側のパイロット室と前記アーム用パイロット弁４０の左側の室とはアーム引きパイロット管路４５によって接続され、アーム用方向切換弁３７の右側のパイロット室とアーム用パイロット弁４０右側の室とはアーム押しパイロット管路４６によって接続されている。
【００１８】
前記ブーム上げパイロット管路４１にはブーム用電磁比例減圧弁４７が、前記アーム引きパイロット管路４５にはアーム用電磁比例減圧弁４８がそれぞれ介設されており、これら電磁比例減圧弁４７，４８はタンクに接続されるポートを有している。これら電磁比例減圧弁４７，４８は前記演算装置２３の駆動制御部３０から出力される制御信号の電流値に比例して動作され、通常は最大レベルの電流Ｉａを入力してブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５を全開し、制御信号として電流値が最小レベルの電流Ｉｂを入力した場合、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を遮断してタンクに戻し、制御信号として電流値が最大レベルと最小レベルの間の電流Ｉｃを入力した場合、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を絞ってパイロット圧を減圧する。一方、前記左オフセットパイロット管路４４にはオフセット用電磁切換弁４９が介設されており、この電磁切換弁４９はタンクに接続されるポートを有している。この電磁切換弁４９も前記演算装置２３の駆動制御部３０から出力される制御信号によって切り換え動作され、制御信号を入力した場合にのみ、左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタンクに戻す。
【００１９】
次に、本実施形態例の動作を主に図４〜図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
バケット６の先端と運転室２ａとの接触のおそれがない通常操作の場合、すなわち、バケット６が運転室２ａの周囲に設定された減速領域２１の外側に位置している場合、ブーム用およびアーム用電磁比例減圧弁４７，４８とオフセット用電磁切換弁４９は全て図３に示す位置にある。この状態で、例えばブーム用の操作レバー３２が図３の左側に倒されると、パイロットポンプ３４から吐出される圧油は、ブーム用パイロット弁３８の左側の室からブーム上げパイロット管路４１、ブーム用電磁比例減圧弁４７を経てブーム用方向切換弁３５の左側のパイロット室に供給され、ブーム用方向切換弁３５は作動を開始する。そして、ブーム用方向切換弁３５が中立位置から左側の位置に切り換えられると、油圧ポンプ３３の圧油はブーム用方向切換弁３５を経てブームシリンダ８のボトム側に供給され、ブームシリンダ８が伸長して第１ブーム３が上昇する。これとは反対に、ブーム用の操作レバー３２が図３の右側に倒されると、パイロットポンプ３４から吐出される圧油はブーム用パイロット弁３８の右側の室からブーム下げパイロット管路４２を経てブーム用方向切換弁３５の右側のパイロット室に供給され、ブーム用方向切換弁３５は作動を開始する。そして、ブーム用方向切換弁３５が中立位置から右側の位置に切り換えられると、油圧ポンプ３３の圧油はブーム方向切換弁３５を経てブームシリンダ８のロッド側に供給され、ブームシリンダ８が伸縮して第１ブーム３が下降する。同様に、オフセット用操作レバー３２の操作量に応じてオフセットシリンダ９が伸縮し、アーム５とバケット６が第１ブーム３に対して横方向に右オフセットあるいは左オフセット操作され、また、操作レバー３２の操作量に応じてアームシリンダ１０が伸縮し、アーム５が引きあるいは押し操作される。
【００２１】
このとき、演算装置２３は、最初に図４の手順Ｓ−１に示すように、異常処理のフラグがセットされているか否かを判断し、フラグがセットされていない場合は、手順Ｓ−２においてブーム角センサ１２とオフセット角センサ１３およびアーム角センサ１４からの相対角度信号θ１，θ２，θ３を座標演算部２４に入力し、次いで手順Ｓ−３において相対角度信号θ１，θ２，θ３からアーム５先端の座標を演算した後、手順Ｓ−４においてアーム先端座標からバケット先端座標を演算する。次に、手順Ｓ−５に移行し、比較演算部２９は座標演算部２４で算出されたバケット先端座標と減速領域記憶部２５とを比較し、バケット６の先端が減速領域２１の内側にあるか否か、換言すると、バケット６の先端が境界線Ｚ１内に侵入したか否かを判断する。
【００２２】
手順Ｓ−５での判断結果がＮＯのとき、すなわち、バケット６の先端が減速領域２１に侵入していない場合は、手順Ｓ−６に移行して通常処理が行われる。この場合、図５に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に最大レベルの電流Ｉａを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力せず、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５および左オフセットパイロット管路４４を全開する。したがって、各シリンダ８，９，１０は対応する操作レバー３２の操作量に応じた通常の動作が行われる。また、手順Ｓ−５での判断結果がＹＥＳのときには手順Ｓ−７に移行し、比較演算部２９はバケット先端座標と干渉防止領域記憶部２６とを比較し、バケット６の先端が上部または下部干渉防止領域２０ａ，２０ｂの内側にあるか否か、換言すると、バケット６の先端が境界線Ｚ２内に侵入したか否かを判断する。
【００２３】
手順Ｓ−７での判断結果がＮＯのとき、すなわち、バケット６の先端が減速領域２１内にある場合は、手順Ｓ−８に移行して減速処理が行われる。この場合、図６に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に電流値が最大レベルと最小レベルの間の電流Ｉｃを出力し、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を絞ってパイロット圧を減圧すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力せず、左オフセットパイロット管路４４を全開する。したがって、ブームシリンダ８とアームシリンダ１０は対応する操作レバー３２の操作量に比べて減速され、第１ブーム３とアーム５の動作速度は遅くなる。また、手順Ｓ−７での判断結果がＹＥＳのときには手順Ｓ−９に移行し、比較演算部２９はバケット先端座標と異常侵入判定領域記憶部２７とを比較し、バケット６の先端が異常侵入判定領域２２の内側にあるか否か、換言すると、バケット６の先端が境界線Ｚ３内に侵入したか否かを判断する。
【００２４】
手順Ｓ−９での判断結果がＮＯのときには手順Ｓ−１０に移行し、比較演算部２９はバケット６の先端が下部干渉防止領域２０ｂ内にあるか否かを判断する。手順Ｓ−１０での判断結果がＮＯのとき、すなわち、バケット６の先端が上部干渉防止領域２０ａ内にある場合は、手順Ｓ−１１に移行して停止処理Ａが行われる。この場合、図７に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５および左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室２ａに近づく方向に各操作レバー３２を操作し、パイロットポンプ３４からブーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５および左オフセットパイロット管路４４に圧油が供給されたとしても、これら管路４１，４４，４５にパイロット圧が立たないため、作業機７は自動停止し、第１ブーム３の上げ動作とアーム５の引き動作および左オフセット動作は禁止される。
【００２５】
一方、手順Ｓ−１０での判断結果がＹＥＳのとき、すなわち、バケット６の先端が下部干渉防止領域２０ｂ内にある場合は、手順Ｓ−１２に移行して停止処理Ｂが行われる。この場合、図８に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７に最大レベルの電流Ｉａを出力してブーム上げパイロット管路４１を全開するが、アーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、アーム引きパイロット管路４５と左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室２ａに近づく方向へ各操作レバー３２を操作しても、アーム５の引き動作と左オフセット動作とが禁止され、作業機７は自動停止するが、第１ブーム３の上げ動作と下げ動作を含みそれ以外の動作は許可される。その際、第１ブーム３を上げまたは下げ動作すると、バケット６の先端は第１ブーム３の回動支点Ｐを中心に下部干渉防止領域２０ｂ内を回動するため、自動停止した後に第１ブーム３の動作を続行したとしても、バケット６の先端が運転室２ａに干渉することはない。なお、これら減速処理と停止処理Ａおよび停止処理Ｂは、バケット６の先端を運転室２ａから遠ざかる方向へ移動し、バケット６の先端が減速領域２１の外側まで退避した位置で自動的に解除され、再び前述した通常処理が行われる。
【００２６】
手順Ｓ−９での判断結果がＹＥＳのとき、すなわち、各センサ１２〜１４や電磁比例減圧弁４７，４８あるいは電磁切換弁４９等の不良が原因で、バケット６の先端が境界線Ｚ３を越えて異常侵入判定領域２２に侵入すると、手順Ｓ−１３に移行して異常処理が行われる。この場合、図９に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、前述した停止処理Ａと同様に、干渉方向の動作を全て禁止して作業機７を緊急停止させる。また、異常処理のフラグをセットすると共に、ブザーを鳴らしたりランプを点灯する等の警報を発して、オペレータに何らかの異常があったことを知らせる。
【００２７】
手順Ｓ−１３において異常処理のフラグがセットされると、バケット６の先端を異常侵入判定領域２２から減速領域２１の外側まで退避させたとしても、第１ブーム３の上げ動作とアーム５の引き動作および左オフセット動作は禁止されたままであり、通常の作業を行うことができなくなる。このような場合は、エンジンを停止させた状態で、不良の原因となったセンサやバルブを正常なものに交換した後、再度エンジンを始動させて手順Ｓ−１に戻る。前述したように、この手順Ｓ−１において、異常処理のフラグがセットされているか否かが判断され、この場合はフラグがセットされたままであるため、手順Ｓ−１から手順Ｓ−１４に移行して復帰処理が行われる。図１０に示すように、この復帰処理において、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力することにより、干渉方向の動作を全て禁止する状態を維持し、例えばリセットスイッチから異常復帰信号がオンされると、異常処理のフラグをリセットして復帰処理が終了し、手順Ｓ−２に戻る。
【００２８】
このように、上記実施形態例にあっては、バケット６の先端が運転室２ａの周囲の干渉防止領域２０に侵入して自動停止した状態でも、バケット６の先端が運転室２ａの下部前方から下方位置にかけて設定された下部干渉防止領域２０ｂ内に位置している場合は、第１ブーム３を上げまたは下げ操作したとしても、バケット６の先端は曲面形状の下部干渉防止領域２０ｂ内を回動して運転室２ａに干渉しないため、作業を中断することなく第１ブームの上げ動作と下げ動作を引き続き行うことができ、作業効率を高めることができる。また、下部干渉防止領域２０ｂの曲面形状によって自動停止後の第１ブーム３の下げ動作を可能にしているため、ブーム下げパイロット管路４２にブーム下げ動作を禁止するソレノイドバルブを設ける必要はなくなり、コストの上昇を抑えることができる。さらに、下部干渉防止領域２０ｂの内外に異常侵入判定領域２２と減速領域２１を設け、これら各領域２０ｂ，２２，２１を第１ブーム３の略回動支点Ｐを中心に同心円に設定したため、通常の操作の妨げになる減速の領域や自動停止の領域を極力少なくすることができ、この点からも作業効率を高めることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３０】
作業機が干渉防止領域内に侵入した際に、バケットの先端が運転室の下部前方から下方位置にかけて設定された下部干渉防止領域内に位置している場合は、作業を中断することなく第１ブームの上げ動作と下げ動作を引き続き行うことができ、安価で操作性に優れた作業機の干渉防止装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る作業機の干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１の干渉防止装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２の干渉防止装置に備えられる油圧駆動回路を示す回路図である。
【図４】図２の干渉防止装置に備えられる演算装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図４の演算装置の通常処理を示すフローチャートである。
【図６】図４の演算装置の減速処理を示すフローチャートである。
【図７】図４の演算装置の停止処理Ａを示すフローチャートである。
【図８】図４の演算装置の停止処理Ｂを示すフローチャートである。
【図９】図４の演算装置の異常処理を示すフローチャートである。
【図１０】図４の演算装置の復帰処理を示すフローチャートである。
【図１１】従来例に係る作業機の干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図１２】該油圧ショベルの平面図である。
【図１３】該油圧ショベルにおける干渉防止領域とバケットとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２ 旋回体
２ａ 運転室
３ 第１ブーム
４ 第２ブーム
５ アーム
６ バケット
７ 作業機
８ ブームシリンダ
９ オフセットシリンダ
１０ アームシリンダ
１２ ブーム角センサ
１３ オフセット角センサ
１４ アーム角センサ
２０ 干渉防止領域
２０ａ 上部干渉防止領域
２０ｂ 下部干渉防止領域
２１ 減速領域
２２ 異常侵入判定領域
２３ 演算装置
２４ 座標演算部
２９ 比較演算部
３０ 駆動制御部
３１ 油圧駆動回路
３２ 操作レバー
４７ ブーム用電磁比例減圧弁
４８ アーム用電磁比例減圧弁
４９ オフセット用電磁切換弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a work implement interference prevention device that automatically stops operation of a work implement when a work implement approaches a cab and avoids collision between the work implements, and in particular, a small-swing hydraulic excavator including an offset cylinder. The present invention relates to a device for preventing interference of a working machine suitable for use in construction machines such as the above.
[0002]
[Prior art]
11 to 13 are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-272155 as a prior art of this type of work machine interference prevention device. FIG. 11 is a side view of a hydraulic shovel, FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the relationship between the interference prevention area and the bucket.
[0003]
11 and 12, reference numeral 1 denotes a traveling unit, and 2 denotes a revolving unit having an operator's cab 2a and arranged above the traveling unit 1. The traveling unit 1 and the revolving unit 2 constitute a main body of a hydraulic shovel. are doing. Reference numeral 3 denotes a first boom rotatably connected to the right side of the cab 2a, 4 denotes a second boom rotatably connected to a tip of the first boom 3, and 5 denotes a tip of the second boom. The arm 6 which is connected to the arm 5 is a bucket rotatably connected to the tip of the arm 5, and the booms 3, 4, the arm 5 and the bucket 6 constitute a working machine 7. 8 is a boom cylinder for driving the first boom 3, 9 is an offset cylinder for driving the second boom 4, 10 is an arm cylinder for driving the arm 5, and 11 is a bucket cylinder for driving the bucket 6, which is shown in FIG. As described above, the second cylinder 4 moves the arm 5 and the bucket 6 in the lateral direction with respect to the first coil 3 by the offset cylinder 9. These cylinders 8, 9, 10, and 11 are operated by operating levers and operating pedals (both not shown) arranged in the cab 2a. The supply amount of the pressure oil supplied to each of the cylinders 8, 9, 10, and 11 is controlled based on the instruction signal corresponding to. Reference numeral 12 denotes a boom angle sensor provided at a fulcrum portion P of the first boom 3 and detects a relative angle between the swing body 2 and the first boom 3. Reference numeral 13 denotes an offset angle sensor provided at a fulcrum of the second boom 4 and detects a relative angle between the first boom 3 and the second boom 4, that is, an offset angle. Further, reference numeral 14 denotes an arm angle sensor provided at a fulcrum of the arm 5, and detects a relative angle between the second boom 4 and the arm 5.
[0004]
In FIG. 13, reference numeral 15 denotes an interference prevention area set from the front to the lower side of the cab 2a, and reference numeral 16 denotes an emergency stop area set inside the interference prevention area 15 and in front of the cab 2a. 15 and the emergency stop area 16 are stored in a controller (not shown). This controller inputs the angle signals detected by the sensors 12, 13, and 14, obtains the attitude of the work implement 7 from the angle signals, and determines that the bucket 6 has entered the interference prevention area 15. Regardless of the instruction signal from the operation lever or the operation pedal, the operation of each part of the work machine 7 is stopped so that the bucket 6 does not approach the cab 2a any more.
[0005]
In other words, when the offset cylinder 9 is offset to the left and the bucket 6 is in front of the cab 2a, if the cloud operation of the arm 5 and the raising operation of the first boom 3 are performed alone or in combination, the bucket 6 is moved to the cab. Although it moves in the direction approaching 2a, solenoid valves are provided in the left offset pilot line, the boom raising pilot line and the arm pulling pilot line of the hydraulic circuit, respectively, and the bucket 6 has entered the interference prevention area 15. In this case, the controller outputs a control signal for operating each solenoid valve, and thereby the pressure oil of each pilot line is shut off, so that the left offset operation, the arm cloud operation, and the raising operation of the first boom are respectively performed. It is forbidden. If the bucket 6 does not stop automatically in the interference prevention area 15 but enters the emergency stop area 16 due to a defect of the solenoid valve stick or the like, the bucket 6 is provided in the pipeline between the pilot pump and each directional control valve. Is operated by the control signal from the controller, the supply of pressure oil from the pilot pump to each direction switching valve is interrupted and the emergency stop of the work machine 7 is performed regardless of the operation of the operation lever and the operation pedal.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described interference prevention device for a working machine, since the interference prevention region 15 is linearly set with a substantially constant width from the front to the lower part of the cab 2a, the device automatically stops in the interference prevention region 15. When retracting the bucket 6 therefrom, it is necessary to change the evacuation operation of the first boom 3 depending on whether the pivot point of the bucket 6 is above or below the pivot point of the first boom 3. There is.
[0007]
That is, as shown in FIG. 13, the pivot 6 of the bucket 6 (the pin connection portion between the arm 5 and the bucket 6) is connected to the pivot P of the first boom 3 (the pin between the swing body 2 and the first boom 3). When the first boom 3 is raised, the tip of the bucket 6 automatically stopped in the interference prevention area 15 approaches the cab 2a as shown by an arrow (a). When the boom 3 is lowered, it moves away from the cab 2a as shown by the arrow (b). In this case, it is necessary to prohibit the raising operation of the first boom 3 and permit the lowering operation. On the other hand, when the rotation fulcrum Q of the bucket 6 is below the rotation fulcrum P of the first boom 3, for example, the rotation of the bucket 6 automatically stopped in the interference prevention area 15 set in the lower front of the cab 2a. When the first boom 3 is raised, the tip moves away from the cab 2a as indicated by an arrow (c), but when the first boom 3 is lowered, the tip approaches the cab 2a as indicated by an arrow (d). It is necessary to prohibit the lowering operation of the first boom 3 and permit the raising operation.
[0008]
However, in the conventional example described above, after the bucket 6 automatically stops in the interference prevention area 15, the raising operation of the first boom 3 is prohibited, but the lowering operation of the first boom 3 is permitted. Therefore, it is necessary to set a wide interference prevention area 15 from the lower front to the lower part of the cab 2a, and to automatically stop the bucket 6 in the interference prevention area 15 sufficiently far from the cab 2a. In this way, even if the lowering operation of the first boom 3 is performed after the automatic stop, it is possible to prevent the bucket 6 from entering the emergency stop area 16 and prevent the bucket 6 from colliding with the cab 2a. During the operation, the frequency of the bucket 6 entering the interference prevention area 15 and automatically stopping becomes high. In this case, the bucket 6 must be temporarily retreated outside the interference prevention area 15, resulting in poor operability. was there.
[0009]
In the above-described interference prevention device for a working machine, if a solenoid valve is provided in the boom lowering pilot line in addition to the pilot lines described above, the first valve is automatically stopped in the interference prevention region after the bucket automatically stops in the interference prevention region. Since both the boom raising operation and the boom lowering operation are prohibited, the interference prevention area can be set relatively narrow. However, in this case, a solenoid valve that inhibits the boom lowering operation is required, which not only increases the cost but also prohibits both the raising operation and the lowering operation of the first boom during the retreat operation after the automatic stop. In addition, there is a problem in that a series of work flows are interrupted and work efficiency is reduced.
[0010]
The present invention has been made in view of such a situation of the related art, and an object thereof is to prevent the work implement from interfering with the cab even after the work implement enters the interference prevention area. An object of the present invention is to provide an inexpensive work machine interference prevention device which permits a raising operation and a lowering operation and is inexpensive and excellent in operability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a main body having an cab, a first boom rotatably provided on a side of the cab of the main body, and an offset cylinder with respect to the first boom. A second boom movably connected to the second boom, an arm rotatably connected to the second boom, a bucket rotatably connected to the arm, and a first boom. , An actuator for driving a working machine composed of a second boom, an arm and a bucket, and a controller for storing an abnormal intrusion determination area and an interference prevention area which are sequentially set from the inside to the outside of the cab. Preventing interference between the working machine offset in front of the operator cab and the operator cab in the interference prevention area; and In the interference prevention device for a work implement, which is configured to urgently stop all operations of the work implement when invading the entrance determination area, the interference prevention area is set to an upper interference prevention area set in the upper front of the cab. And a lower interference prevention area set from the lower front to the lower side of the cab, and the lower interference prevention area is formed in a curved shape with a center axis substantially corresponding to a substantially fulcrum of rotation of the first boom. When the tip of the first boom enters the lower interference prevention area, the controller outputs a control signal that permits the first boom to be raised and lowered, and prohibits operation in other interference directions. It is characterized by.
[0012]
In the work implement interference prevention device configured as described above, when the cloud operation of the arm and the raising operation of the first boom are operated alone or in a combined manner in a state where the offset cylinder is offset toward the operator's cab, The aircraft moves in a direction approaching the cab, and enters the upper interference prevention area set in the upper front of the cab, or the lower interference prevention area set from the lower front to the lower part of the cab. At that time, when the work implement enters the upper interference prevention area, the operation of each member constituting the work implement toward the cab side is prohibited, and the work implement automatically stops. On the other hand, when the work implement enters the lower interference prevention area, the raising and lowering operations of the first boom are permitted, and each operation causes the tip of the work implement to interfere with the lower boom about the rotation fulcrum of the first boom. It rotates within the prevention area along its shape. Therefore, with respect to the first boom, the raising operation and the lowering operation can be performed without the retreat operation each time even after the tip of the bucket enters the lower interference prevention area.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a side view of a hydraulic shovel having an interference preventing device for a working machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration, FIG. 3 is a circuit diagram showing a hydraulic drive circuit, and FIGS. 4 to 10 are flowcharts showing the processing contents of the arithmetic unit, and parts corresponding to those in FIGS. Is attached.
[0014]
As shown in FIG. 1, in the hydraulic excavator according to the embodiment, the interference prevention area 20 extends from the front to the lower position of the cab 2 a, the deceleration area 21 extends outside the interference prevention area 20, and the interference prevention area An abnormal intrusion determination area 22 is set inside the area 20, and these areas 20, 21, and 22 are stored in an arithmetic unit of a controller described later. The interference prevention area 20 includes an upper interference prevention area 20a linearly extending forward and upward from the cab 2a, and a lower interference prevention area 20b extending arcuately from the lower front to the lower side of the cab 2a. The prevention region 20b and the deceleration region 21 located outside the prevention region 20b are each formed into a curved shape with the rotation support point P of the first boom 3 or its vicinity as a central axis. That is, assuming that the boundary between the normal region and the deceleration region 21 is Z1, the boundary between the deceleration region 21 and the interference prevention region 20 is Z2, and the boundary between the interference prevention region 20 and the abnormal intrusion determination region 22 is Z3, On the side of the region 20b, these Z1 to Z3 are formed concentrically from the outside to the inside with the substantially pivot point P as the center.
[0015]
In FIG. 2, reference numerals 12, 13, and 14 denote the aforementioned boom angle sensor, offset angle sensor, and arm angle sensor. Relative angle signals θ 1, θ 2 between the respective working machine members detected by these sensors 12, 13, 14. , Θ3 are input to an arithmetic unit 23 built in the controller. The arithmetic unit 23 includes a coordinate arithmetic unit 24 that calculates the coordinates of the tip of the bucket 6 from the coordinates of the tip of the arm 5 based on the angle signals θ1, θ2, and θ3. It is determined whether the stored deceleration area storage unit 25, interference prevention area storage unit 26, abnormal intrusion determination area storage unit 27, and bucket tip coordinates calculated by the coordinate calculation unit 24 are present in each of the storage units 25 to 27. A comparison operation unit that outputs a predetermined control signal according to the result; and a drive control unit that outputs a predetermined control signal to the hydraulic drive circuit based on the control signal from the comparison operation unit. ing. The hydraulic drive circuit 31 receives, in addition to the control signal from the drive control unit 30, an operation means for operating the work implement 7 disposed in the cab 2a, for example, an instruction signal from an operation lever 32, The supply amount of hydraulic oil to each of the cylinders 8 to 11 is controlled based on these signals. When calculating the coordinates of the tip of the bucket, for example, a coordinate system having the origin at the center of rotation P between the revolving unit 2 and the first boom 3 is set in advance, and this coordinate system is determined from the angle signals θ1, θ2, θ3. , The coordinate value of the tip of the arm 5 may be calculated, and the coordinate value of the tip of the bucket 6 may be calculated from the coordinate value of the tip of the arm.
[0016]
As shown in FIG. 3, the hydraulic drive circuit 31 controls the flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 33 to the cylinders 8, 9, and 10 from the hydraulic pump 33, the pilot pump 34, and the hydraulic pump 33 driven by the engine. Boom directional switching valve 35, offset directional switching valve 36, arm directional switching valve 37, boom pilot valve 38 for operating each of cylinders 8, 9, and 10, offset pilot valve 39, arm pilot valve 40, etc. And other actuators such as the bucket cylinder 11 and the traveling motor are not shown. Each pilot valve 38, 39, 40 has a left chamber and a right chamber communicating with the pilot pump 34, and the pressure oil discharged from the pilot pump 34 is supplied to the instruction signal from the operation lever 32. It is supplied to these left or right chambers accordingly.
[0017]
The boom directional control valve 35 has pilot chambers on both the left and right sides. A pilot chamber on the left side of the boom directional control valve 35 and a chamber on the left side of the boom pilot valve 38 are connected to a boom raising pilot line 41. The pilot chamber on the right side of the boom direction switching valve 35 and the chamber on the right side of the boom pilot valve 38 are connected by a boom lowering pilot line 42. The offset directional control valve 36 also has pilot chambers on the left and right sides. The left pilot chamber of the offset directional control valve 36 and the left chamber of the offset pilot valve 39 are connected to the right offset pilot pipe. The pilot chamber on the right side of the offset directional control valve 36 and the chamber on the right side of the offset pilot valve 39 are connected by a left offset pilot line 44. Further, the arm directional control valve 37 also has pilot chambers on both left and right sides, and a pilot chamber on the left side of the arm directional control valve 37 and a chamber on the left side of the arm pilot valve 40 are an arm pulling pilot pipe. The pilot chamber on the right side of the arm directional control valve 37 and the chamber on the right side of the arm pilot valve 40 are connected by an arm pushing pilot line 46.
[0018]
An electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 for a boom is interposed in the boom raising pilot line 41, and an electromagnetic proportional pressure reducing valve 48 for the arm is interposed in the arm pulling pilot line 45. These electromagnetic proportional pressure reducing valves 47, 48 are provided. Has a port connected to the tank. These electromagnetic proportional pressure reducing valves 47 and 48 are operated in proportion to the current value of the control signal output from the drive control unit 30 of the arithmetic unit 23. Normally, the maximum level current Ia is input and the boom raising pilot line When the current Ib having the minimum current value is input as a control signal, the pressure oil in the boom raising pilot line 41 and the arm pulling pilot line 45 is cut off and the tank is opened. When the current Ic between the maximum level and the minimum level is input as the control signal, the pilot pressure is reduced by squeezing the hydraulic oil in the boom raising pilot line 41 and the arm pulling pilot line 45. On the other hand, an electromagnetic switching valve 49 for offset is provided in the left offset pilot line 44, and the electromagnetic switching valve 49 has a port connected to a tank. The electromagnetic switching valve 49 is also switched by a control signal output from the drive control unit 30 of the arithmetic unit 23. Only when a control signal is input, the hydraulic oil in the left offset pilot pipeline 44 is shut off and stored in the tank. return.
[0019]
Next, the operation of this embodiment will be described mainly with reference to flowcharts shown in FIGS.
[0020]
In the case of normal operation in which there is no risk of contact between the tip of the bucket 6 and the cab 2a, that is, when the bucket 6 is located outside the deceleration area 21 set around the cab 2a, The electromagnetic proportional pressure reducing valves 47 and 48 for use and the electromagnetic switching valve 49 for offset are all at the positions shown in FIG. In this state, for example, when the operation lever 32 for the boom is tilted to the left side in FIG. 3, the pressure oil discharged from the pilot pump 34 flows from the chamber on the left side of the boom pilot valve 38 to the boom raising pilot line 41 and the boom. The boom direction switching valve 35 is supplied to the pilot chamber on the left side of the boom direction switching valve 35 via the electromagnetic proportional pressure reducing valve 47, and the boom direction switching valve 35 starts operating. When the boom direction switching valve 35 is switched from the neutral position to the left position, the hydraulic oil of the hydraulic pump 33 is supplied to the bottom side of the boom cylinder 8 via the boom direction switching valve 35, and the boom cylinder 8 is extended. Then, the first boom 3 moves up. Conversely, when the operating lever 32 for the boom is tilted to the right in FIG. 3, the pressure oil discharged from the pilot pump 34 passes from the chamber on the right side of the boom pilot valve 38 via the boom lowering pilot line 42. The boom direction switching valve 35 is supplied to the pilot chamber on the right side of the boom direction switching valve 35, and the boom direction switching valve 35 starts operating. When the boom direction switching valve 35 is switched from the neutral position to the right position, the pressure oil of the hydraulic pump 33 is supplied to the rod side of the boom cylinder 8 via the boom direction switching valve 35, and the boom cylinder 8 expands and contracts. The first boom 3 is lowered. Similarly, the offset cylinder 9 expands and contracts in accordance with the operation amount of the offset operation lever 32, and the arm 5 and the bucket 6 are laterally offset rightward or leftward with respect to the first boom 3. The arm cylinder 10 expands and contracts according to the operation amount of the arm 5, and the arm 5 is pulled or pushed.
[0021]
At this time, as shown in step S-1 in FIG. 4, the arithmetic unit 23 first determines whether or not the abnormality processing flag is set. If the flag is not set, step S-2 is performed. , The relative angle signals θ1, θ2, and θ3 from the boom angle sensor 12, the offset angle sensor 13, and the arm angle sensor 14 are input to the coordinate calculation unit 24. Then, in step S-3, the arm is calculated from the relative angle signals θ1, θ2, and θ3. After calculating the coordinates of the tip of the bucket, in step S-4, the coordinates of the tip of the bucket are calculated from the coordinates of the tip of the arm. Next, proceeding to step S-5, the comparison operation unit 29 compares the bucket tip coordinates calculated by the coordinate operation unit 24 with the deceleration area storage unit 25, and the tip of the bucket 6 is inside the deceleration area 21. In other words, it is determined whether or not the tip of the bucket 6 has entered the boundary line Z1.
[0022]
If the result of the determination in step S-5 is NO, that is, if the tip of the bucket 6 has not entered the deceleration area 21, the process proceeds to step S-6, where normal processing is performed. In this case, as shown in FIG. 5, the drive control unit 30 outputs the maximum level current Ia to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 for the boom and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 48 for the arm, and outputs a switching signal to the electromagnetic switching valve 49 for offset. , The boom raising pilot line 41, the arm pulling pilot line 45 and the left offset pilot line 44 are fully opened. Therefore, each cylinder 8, 9, 10 performs a normal operation according to the operation amount of the corresponding operation lever 32. If the determination result in step S-5 is YES, the process proceeds to step S-7, where the comparison calculation unit 29 compares the bucket tip coordinates with the interference prevention area storage unit 26, and determines whether the tip of the bucket 6 is in the upper or lower part. It is determined whether or not it is inside the interference prevention areas 20a and 20b, in other words, whether or not the tip of the bucket 6 has entered the boundary line Z2.
[0023]
When the result of the determination in step S-7 is NO, that is, when the tip of the bucket 6 is within the deceleration region 21, the process proceeds to step S-8 to perform the deceleration process. In this case, as shown in FIG. 6, the drive control unit 30 outputs a current Ic whose current value is between the maximum level and the minimum level to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 for the boom and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 48 for the arm, and raises the boom. The pilot oil is reduced by squeezing the pressure oil in the pilot line 41 and the arm pulling pilot line 45, and the switching signal is not output to the offset electromagnetic switching valve 49, so that the left offset pilot line 44 is fully opened. Therefore, the speed of the boom cylinder 8 and the arm cylinder 10 is reduced as compared with the operation amount of the corresponding operation lever 32, and the operation speed of the first boom 3 and the arm 5 is reduced. If the result of the determination in step S-7 is YES, the process proceeds to step S-9, where the comparison calculation unit 29 compares the bucket tip coordinates with the abnormal intrusion determination area storage unit 27, and determines that the tip of the bucket 6 is abnormally intruded. It is determined whether or not it is inside the determination area 22, in other words, whether or not the tip of the bucket 6 has entered the boundary line Z3.
[0024]
If the decision result in the step S-9 is NO, the process shifts to a step S-10, where the comparison calculating unit 29 determines whether or not the tip of the bucket 6 is in the lower interference prevention area 20b. If the decision result in the step S-10 is NO, that is, if the tip of the bucket 6 is in the upper interference prevention area 20a, the procedure shifts to the step S-11, where the stop processing A is performed. In this case, as shown in FIG. 7, the drive control unit 30 outputs the minimum level current Ib to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 for the boom and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 48 for the arm, and outputs a switching signal to the electromagnetic switching valve 49 for offset. And pressurized oil in the boom raising pilot line 41, the arm pulling pilot line 45 and the left offset pilot line 44 is shut off and returned to the tank. Accordingly, each operating lever 32 is operated in a direction in which the tip of the bucket 6 approaches the cab 2a, and the hydraulic oil is supplied from the pilot pump 34 to the boom raising pilot line 41, the arm pulling pilot line 45, and the left offset pilot line 44. Even if supplied, since the pilot pressure does not rise in these pipelines 41, 44, 45, the working machine 7 automatically stops, and the raising operation of the first boom 3, the pulling operation of the arm 5, and the left offset operation are prohibited. You.
[0025]
On the other hand, if the decision result in the step S-10 is YES, that is, if the tip of the bucket 6 is in the lower interference prevention area 20b, the process shifts to the step S-12 to perform the stop processing B. In this case, as shown in FIG. 8, the drive control unit 30 outputs the maximum level current Ia to the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 to fully open the boom raising pilot line 41, but the arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 48. At the same time, a switching signal is output to the offset electromagnetic switching valve 49, and the hydraulic oil in the arm pulling pilot line 45 and the left offset pilot line 44 is shut off and returned to the tank. Therefore, even if each of the operation levers 32 is operated in a direction in which the tip of the bucket 6 approaches the cab 2a, the pulling operation and the left offset operation of the arm 5 are prohibited, and the work machine 7 automatically stops, but the first boom Other operations including the raising operation and the lowering operation of No. 3 are permitted. At this time, when the first boom 3 is raised or lowered, the tip of the bucket 6 rotates within the lower interference prevention area 20b around the rotation fulcrum P of the first boom 3, so that the first boom is automatically stopped. Even if the operation of No. 3 is continued, the tip of the bucket 6 does not interfere with the cab 2a. The deceleration processing, the stop processing A, and the stop processing B are automatically canceled at a position where the tip of the bucket 6 moves in a direction away from the cab 2a and the tip of the bucket 6 retreats outside the deceleration area 21. The normal processing described above is performed again.
[0026]
If the decision result in the step S-9 is YES, that is, the tip of the bucket 6 exceeds the boundary line Z3 due to a defect of each of the sensors 12 to 14, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 47 and 48, the electromagnetic switching valve 49 and the like. When the vehicle enters the abnormal intrusion determination area 22 in this way, the process proceeds to step S-13, where abnormal processing is performed. In this case, as shown in FIG. 9, the drive control unit 30 outputs the minimum level current Ib to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 for the boom and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 48 for the arm, and outputs a switching signal to the electromagnetic switching valve 49 for offset. Is output, and the operation in the interference direction is all prohibited and the work machine 7 is urgently stopped, similarly to the above-described stop processing A. In addition to setting an abnormality processing flag, an alarm such as sounding a buzzer or turning on a lamp is issued to notify the operator that some abnormality has occurred.
[0027]
When the flag of the abnormal processing is set in step S-13, even if the tip of the bucket 6 is retracted from the abnormal intrusion determination area 22 to the outside of the deceleration area 21, the raising operation of the first boom 3 and the pulling of the arm 5 are performed. The operation and the left offset operation remain prohibited, and normal work cannot be performed. In such a case, with the engine stopped, the sensor or valve that caused the failure is replaced with a normal one, and then the engine is restarted and the procedure returns to step S-1. As described above, in this step S-1, it is determined whether or not the flag of the abnormal process is set. In this case, since the flag is still set, the process proceeds from step S-1 to step S-14. Then, the return process is performed. As shown in FIG. 10, in this return process, the drive control unit 30 outputs the minimum level current Ib to the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 47 and the arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 48, and outputs the current Ib to the offset electromagnetic switching valve 49. By outputting a switching signal, a state in which all operations in the interference direction are prohibited is maintained. For example, when an abnormal return signal is turned on from a reset switch, the abnormal processing flag is reset and the return processing ends, and the procedure returns to step S. Return to -2.
[0028]
As described above, in the above-described embodiment, even when the tip of the bucket 6 enters the interference prevention area 20 around the cab 2a and stops automatically, the tip of the bucket 6 is moved from the lower front of the cab 2a. When the first boom 3 is raised or lowered, the tip of the bucket 6 rotates in the curved lower interference prevention area 20b when the lower boom is located within the lower interference prevention area 20b set to the lower position. As a result, the operation of raising and lowering the first boom can be continued without interrupting the operation, and the operation efficiency can be improved. Further, since the lowering operation of the first boom 3 after the automatic stop is enabled by the curved shape of the lower interference prevention area 20b, it is not necessary to provide a solenoid valve for inhibiting the boom lowering operation in the boom lowering pilot line 42, The increase in cost can be suppressed. Further, an abnormal intrusion determination area 22 and a deceleration area 21 are provided inside and outside the lower interference prevention area 20b, and these areas 20b, 22, and 21 are set to be concentric circles around the substantially pivot point P of the first boom 3, so that the normal The area of deceleration and the area of automatic stop that hinder the operation of the vehicle can be reduced as much as possible, and the working efficiency can be improved from this point as well.
[0029]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form described above, and has the following effects.
[0030]
When the work machine enters the interference prevention area, if the tip of the bucket is located in the lower interference prevention area set from the lower front to the lower position of the cab, the first operation is performed without interruption. The boom raising operation and the boom lowering operation can be continuously performed, and an interference prevention device for a working machine which is inexpensive and excellent in operability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator provided with a work implement interference prevention device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of the interference prevention device of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a hydraulic drive circuit provided in the interference prevention device of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a processing content of an arithmetic unit provided in the interference prevention device of FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart illustrating a normal process of the arithmetic unit in FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a deceleration process of the arithmetic unit in FIG. 4;
FIG. 7 is a flowchart showing stop processing A of the arithmetic unit in FIG. 4;
8 is a flowchart showing stop processing B of the arithmetic unit of FIG.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an abnormality process of the arithmetic unit in FIG. 4;
FIG. 10 is a flowchart illustrating a return process of the arithmetic device of FIG. 4;
FIG. 11 is a side view of a hydraulic excavator provided with a work implement interference prevention device according to a conventional example.
FIG. 12 is a plan view of the excavator.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a relationship between an interference prevention area and a bucket in the excavator.
[Explanation of symbols]
2 Revolving superstructure
2a Driver's cab
3 First boom
4 Second boom
5 arm
6 buckets
7 Working machine
8 Boom cylinder
9 Offset cylinder
10 Arm cylinder
12 Boom angle sensor
13 Offset angle sensor
14 Arm angle sensor
20 Interference prevention area
20a Upper interference prevention area
20b Lower interference prevention area
21 Deceleration area
22 Abnormal entry judgment area
23 Arithmetic unit
24 Coordinate calculation unit
29 Comparison operation unit
30 Drive control unit
31 Hydraulic drive circuit
32 Operation lever
47 Electromagnetic proportional pressure reducing valve for boom
48 Arm proportional pressure reducing valve for arm
49 Solenoid switching valve for offset
